魚類在全球范圍內(nèi)仍然是受歡迎的食品選擇，1998年至2018年間，人均年魚類消費量（按可食用重量計）從11.5公斤增加到15.1公斤，按活體重計算則從15.6公斤增加到20.4公斤（FAO，2020年）。預計到2050年，魚類總需求量（按活體重計）將從9360萬噸增加到1.52億噸（Naylor等人，2021年）。土耳其的水產(chǎn)養(yǎng)殖和漁業(yè)年產(chǎn)量約為867,192噸（土耳其統(tǒng)計局，2024年）。根據(jù)魚類的大小和種類，最多有70%的魚類會成為廢棄物。這些廢棄物主要包括肌肉碎屑（15%-20%）、皮膚和鰭（1%-3%）、骨骼（9%-15%）、頭部（9%-12%）和鱗片（5%）（Martínez-Alvarez等人，2015年）。2020年，內(nèi)陸和海洋魚類的產(chǎn)量超過了1.35億噸，占漁業(yè)總產(chǎn)量的76%（FAO，2022年）。魚類加工包括多個步驟，首先是按大小分類，然后通過清洗去除鱗片和內(nèi)臟，最后去除頭部以生產(chǎn)魚片、罐頭魚等產(chǎn)品（Villamil等人，2017年）。不幸的是，在商業(yè)加工過程中會產(chǎn)生大量廢棄物（50%-80），而這些廢棄物并未得到充分利用。這些廢棄物中含有豐富的獨特且有用的生物分子，如生物活性肽、膠原蛋白和明膠、脂肪酸、酶、鈣、水溶性礦物質(zhì)和維生素（Lal等人，2024年；Usman等人，2025年；Rahaman等人，2025年；Waqar等人，2025年）。因此，合理利用這些廢棄物有助于環(huán)境保護并支持循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。

傳統(tǒng)上，由于魚類廢棄物含有高營養(yǎng)價值，已被用于多種用途，如動物飼料原料和肥料（Coppola等人，2021年；Abasubong等人，2025年；L?es等人，2025年）。魚類廢棄物富含多種必需營養(yǎng)素，使其成為生產(chǎn)各種增值產(chǎn)品的理想底物（Siddiqui等人，2025年；Noreen等人，2025年）。例如，魚類中含有多種酶，其中最具經(jīng)濟價值的是脂肪酶、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和蛋白酶。魚類內(nèi)臟中還含有幾丁質(zhì)酶和膠原酶，這些酶在工業(yè)領域有廣泛應用（Klomklao等人，2024年）。從廢棄物中通過水解獲得的生物活性肽具有很強的抗氧化和降壓作用（Gaikwad等人，2021年；Cheng等人，2025年；Colón-Sandoval等人，2025年）。從魚類皮膚、骨骼和鱗片中提取的膠原蛋白和明膠在食品、化妝品、生物醫(yī)學和制藥領域有廣泛應用（Al-Nimry等人，2021年；Jeyachandran和Aman，2025年；Islam和Mis Solval，2025年；Hussain等人，2025年）。在各種廢棄物轉(zhuǎn)化策略中，從廢棄物中生產(chǎn)酶是最有前景的生物技術應用之一（Silva等人，2025年；Bilal等人，2025年）。酶是食品、洗滌劑、生物燃料、制藥和化妝品行業(yè)常用的生物催化劑（Farhan等人，2025年；Sinshaw等人，2025年；Sharma等人，2025年）。脂肪酶是一類水解酶，能催化三酰甘油水解為甘油和脂肪酸，因其廣泛的底物特異性和在多種pH值及溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性而受到特別關注（Klomklao等人，2024年）。這些特性使它們成為工業(yè)過程的多功能催化劑。

許多化學過程，包括三酰甘油的完全或部分水解以及脂質(zhì)的酯化、酯交換和轉(zhuǎn)酯化，都是由脂肪酶催化的。脂肪酶的生產(chǎn)量不斷增加，該酶已廣泛應用于多個行業(yè)，如食品工業(yè)中作為添加劑以增強風味（Oliveira等人，2025年；Siddikey等人，2025年）；洗滌劑工業(yè)中用于脂肪水解（Nadaroglu等人，2025年；Chopra和Ranabhatt，2026年）；廢水處理中用于分離和去除脂肪物質(zhì)（Ahmed等人，2026年；Alemran等人，2026年）；化妝品工業(yè)中用于去除脂質(zhì)（Henriques等人，2026年；Fé等人，2026年）；制藥工業(yè)中幫助脂肪消化（Sharma和Salwan，2026年；Zulfakar和Ibrahim，2026年）；皮革工業(yè)中用于去除動物皮中的脂質(zhì)（Rahman和Thomas，2026年；Gustav等人，2026年）。特別是在生物能源領域，脂肪酶的應用尤為突出，尤其是在生物柴油生產(chǎn)中，這一領域受到全球?qū)�可再生能源需求增加的推動（Fatima等人，2021年；Akhavan-Mahdavi，2025年）。

雖然脂肪酶可以來源于動物、植物或微生物，但由于微生物脂肪酶產(chǎn)量高、易于基因操作且穩(wěn)定性好，因此更適用于大規(guī)模生產(chǎn)（Abdelaziz等人，2025年；Majumder等人，2025年）。許多微生物種類都能產(chǎn)生脂肪酶，主要包括細菌、放線菌、真菌和酵母。這些微生物來源的脂肪酶在理化和生物學性質(zhì)上存在差異。微生物菌株產(chǎn)生的脂肪酶合成取決于培養(yǎng)基成分（如碳源和氮源）以及培養(yǎng)條件（如pH值、溫度和搖動）（Fatima等人，2021年；Ghosh等人，2024年）。因此，魚類廢棄物因其高蛋白質(zhì)和脂肪含量而成為微生物脂肪酶合成的理想且經(jīng)濟可行的底物。利用魚類廢棄物不僅可以減輕環(huán)境污染，還能為原本會被丟棄的原材料增加經(jīng)濟價值（Kumari等人，2024年）。目前，使用低成本培養(yǎng)基有助于降低脂肪酶的生產(chǎn)成本。魚類加工廢棄物中的有機化合物可作為低成本培養(yǎng)基，促進微生物的生長和脂肪酶的生產(chǎn)。

魚類廢棄物在脂肪酶生產(chǎn)方面具有明顯優(yōu)勢，這歸因于其獨特的生化特性。木質(zhì)纖維素廢棄物（小麥麩皮、稻殼、玉米芯）由于含有大量纖維素和木質(zhì)素，無法被微生物直接利用，通常需要預處理；而且其脂質(zhì)含量很低（<2%），限制了其誘導脂肪酶的能力（Treichel等人，2010年；Salihu等人，2011年）。水果和蔬菜廢棄物含有高碳水化合物但蛋白質(zhì)和脂質(zhì)含量低，因此不足以支持脂肪酶的生產(chǎn)（Moonsamy等人，2024年）。工業(yè)副產(chǎn)品如乳清雖然含有高碳含量，但脂肪含量很低，因此通常需要添加額外的脂肪來促進脂肪酶合成。相比之下，魚類廢棄物同時含有可水解的蛋白質(zhì)和氨基酸，以及長鏈多不飽和脂肪酸（EPA和DHA），這些成分能刺激微生物中脂肪酶基因的表達。大量研究表明，與小麥麩皮、大豆粕、乳清或水果和蔬菜渣等低脂底物相比，魚類廢棄物能更有效地促進Bacillus物種的脂肪酶生產(chǎn)（Szymczak等人，2021年；Mazhar等人，2016年；Mazhar等人，2025年）。

一些研究探索了使用富含促進生長因子的低成本魚類加工副產(chǎn)品作為微生物脂肪酶生產(chǎn)底物的方法。在將魚類廢棄物用作培養(yǎng)基之前，采用了多種預處理方法（如熱處理、化學處理或酶處理）（Ben Rebah等人，2008年；Esakkiraj等人，2010年）。例如，Staphylococcus xylosus在煮蝦和墨魚副產(chǎn)品的上清液中培養(yǎng)時表現(xiàn)出最高的脂肪酶活性（28 U/mL）。同樣，Staphylococcus epidermidis CMST Pi 2在用原始或處理過的金槍魚廢棄物制備的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時也表現(xiàn)出顯著的酶生產(chǎn)能力。Ramakrishnan等人（2013年）使用Enterococcus faecium MTCC 5695和Pediococcus acidilactici MTCC 11361在魚類廢棄物油和魚類廢棄物蛋白水解物培養(yǎng)基中培養(yǎng)24小時后，脂肪酶活性達到最大值。使用魚類廢棄物生產(chǎn)微生物脂肪酶的一個主要挑戰(zhàn)是其高脂質(zhì)含量，這可能抑制微生物生長。研究表明，脫脂魚肉顯著增強了Staphylococcus epidermidis CMST Pi 2的脂肪酶生產(chǎn)（14.2 U/mL），證實了過量脂質(zhì)的負面影響（Esakkiraj等人，2010年）。脂肪酶的生產(chǎn)受培養(yǎng)基成分的顯著影響，尤其是氮、碳和脂質(zhì)來源的平衡。因此，優(yōu)化培養(yǎng)基配方并使其適應魚類廢棄物和微生物菌株的特性對于最大化酶產(chǎn)量和促進魚類廢棄物的工業(yè)轉(zhuǎn)化至關重要。然而，關于使用魚類廢棄物作為微生物脂肪酶生產(chǎn)底物的研究仍然有限，不同廢棄物類型和優(yōu)化參數(shù)對脂肪酶產(chǎn)量的影響尚未得到全面研究。本研究首次使用從天然來源分離的Bacillus licheniformis，通過低成本魚類加工廢棄物優(yōu)化了微生物脂肪酶的生產(chǎn)，為循環(huán)經(jīng)濟框架下魚類工業(yè)副產(chǎn)品的可持續(xù)轉(zhuǎn)化提供了新的見解。